一种关于配电系统需要和网损的分摊方法

2011-10-27陈笔奇

中国科技信息 2011年19期

关键词：有向图分摊潮流

陈笔奇

华北电力大学电气0811班，北京 100050

一种关于配电系统需要和网损的分摊方法

陈笔奇

华北电力大学电气0811班，北京 100050

在系统的使用和过网计算中需要用到这些因子，而且它们还能够反映在系统入口购买的能量超过在使用点处的消费的量，从而解释在它们两点间产生的线损。人们之所以重新开始对这种对网损收费的成本反映的方法有兴趣，就是源于世界上很多地区都解除了对电力工业的管制。

网损分配；潮流计算；有向图

这种方法包含了使用简单实用的潮流计算结果的图论，把系统内部每条线路或变压器上产生的损耗分配到使用它的用户身上。分摊的结果要在某种程度上表现为经济有效，需要考虑电压等级，地理位置和用户的消费形式。当在给定地理位置的多用户间分摊网损时，可以实施许多不同的方案，这种方法对于需求和能量损失都适用。本文提出了在实际的配电网络中的结果，并与传统的网损调整因子进行了对比。

1.绪论

计算配电系统需要和能量损失的方法众所周知。这些方法的一个重要的应用就是估计网损调整因子，特别是对于一个给定的电力公司，对于用户之间的电能交易和电网公司之间的电能转运，电力公司需要提供校正不断增加的网损的机构。电力公司通常是根据用户的峰谷和不同的季节来制定网损调整因子。这种粗线条的方法在过去被证明足够了，但是世界许多地区解除了对电力工业的管制，这就需要在向用户分配网损成本时有更详细的基础，更要考虑每个主要用户明确的位置。

在网损分配的设计方法中，主要要遵循公平公正，根据用户施加到系统上的负荷分配网损的原则。在系统网损的上下文中，用户施加在系统上的负荷由很多因素决定，包括分配的名义电压，供电网点的电气距离，用户需要的大小和形式都要考虑。本文提出的方法能够准确解释所有这些因素。

2.算法介绍

这种网损的分摊方法需要使用网络有向图，并考虑把每条线路和变压器的能量损失分配到由他供电的用户。这种方法由以下4步组成：

2.1 通过潮流方法计算网损

在有利益的时间，进行标准的潮流计算来确定系统中每条线路和变压器的损失。需求损失可以通过在系统最大需求的状况进行潮流计算来分配。能量损失可以通过在典型日负荷曲线上有规律的间隔执行整个进程来说明。空载损耗和负载损耗可以单独的说明，后文将会有介绍。

2.2 网络有向图的组成

用标准术语说有向图由一系列弧连接的点组成。这些分别对应于潮流电气模型网络中的节点和线路。有向图可以用两个阵列完整描述，上游节点阵列和下游节点阵列，它们分别含有在弧的始端和末端的许多点。通过潮流计算有功潮流的结果来确定每条弧的始端和末端。在提出的方法中，附加的信息存储在每个点，很多弧流向和流出这个点。尽管这个信息很冗长，但是它改善了此方法的计算效率。

没有流入的弧的点被标记为源点，与系统中的发电机和给进机构对应。没有流出得弧的点被标记为谭点，与系统中的用户负载和出口点相对应。

2.3 有向图编号的分配

每个点都会被分配一个编号，用来表示从源点到该点的最长路径。最长路径的方法在电位的分配中是必需的，能够保证配电网络相互连接的正确。分配的过程如下所示：

2.3.1 明确源点，并分配它的编号为1。把这些点加入到源点的列表里。

2.3.2 开始主回路。

2.3.3 对于每个点：如果任何一个从一个点流入的弧在当前的源列表里：

1）如果当前的点的编号小于在源列表里的最高编号，那么给当前的点分配一个比那个最高编号大1的编号。

2）把当前的点加入一个“处理过”的点的列表。

2.3.4 如果任何一个点的编号在第三步中发生改变：

1)把处理过的点的列表加入源列表。

2)返回第二步。

2.3.5 结束。

2.4 利用有向图进行网损分摊

网损分摊经过一个如图1的宽度优先的树遍历。点根据它们的编号，按照向上的顺序来进行处理。对于每个点流入弧的损耗都被分配到这个点。此外，分配到每个点上的损耗通过一个使用者指定的公式与流出该点的弧来分摊。在本文后面的部分会介绍适合的网损分摊公式。负载在这个过程中被看做是流出的弧。

详细的网损分摊过程如下所示：

2.4.1 对于每个编号p：

对于每个编号为p的点v：

对于流入弧a：通过把网损加到a上来分摊从上游节点分摊到a上的网损积累在点v的网损。分摊的网损由使用的指定公式决定，以在a上的有功潮流为基础，并和从上游节点的流出弧的能量潮流相比较。

2.4.2 对于每个点v：

通过应用指定的公式来分摊在负载和在点v的输出馈线间的积累网损来决定在点v对负载的网损分摊。

图1 通过有向图线损分摊流程图

3.网损分摊公式

当一个点必须与多个输出馈线相连进行线损分配时，就需要一个合适的公式。下面就列出了一组编号的公式。假设点v的损耗必须和np个部分一起分摊。公式给出了网损Pl,v分配到用户p上的部分。

3.1 均匀的网络分摊

在等式（1）中，分配到给定地点的网损被均匀地分配到所有用户。

当与本文提出的分摊方法结合时，公式的结果表明在电压等级低处的用户比在电压等级高、并靠近网络供应点的用户会吸引更高的网损。在同一地区得到供电的用户会分配到同样的网损，而不考虑他们对能量的使用情况。

3.2 在基本需要下的网损分摊

在等式（2）中网损根据有功需要PD，p线性的分配到每个用户。

由于网损是根据用户在给定时间需要的相对大小分摊的，所以它在某种程度上反映了供电的成本，而且在经济时期被认为很有效。

3.3 根据需求的平方分摊网损

在等式（3）中，网损根据用户有功需要的平方来分摊。

这种分摊反映了变化的网损和系统需求的平方是成比例的事实。然而，应该注意到平方律在计算网损的潮流中已经隐含使用了。在分摊这些网损的时候再次使用平方律就很极端，会降低此方法的效率。

4.对待固定和可变损耗

这种基本的方法可以同时考虑固定和变化的损耗，也可以分别考虑。要在单一的分摊中区别固定和变化的损耗并不简单，这是因为固定损耗由于电流牵引使系统中可变损耗增加到更高的等级，而这是难以量化的。要解决这个问题就需要对此方法进行扩充，即以叠加的形式分两步分摊网损，先单独解决可变损耗，然后在同时解决可变和固定损耗。固定损耗可以从两种分摊相减分离出来。

在第一步中，固定损耗的源被看做是系统的负载，对它来说可变损耗以正常的形式分摊。因此对于给定的弧，一个需求功率为PD、给其他np个单元供电的点v，损耗LAf，α根据下面的公式分配到固定损耗的“源”：